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氨氮超标，判断硝化崩溃程度是第一要务！

民生   2024-10-31 20:16   江苏  

氨氮超标之后，首先要判断硝化系统崩溃程度，只有判断硝化崩溃的程度才能更好的应对，在硝化没有完全崩溃的情况下，减少进水，停止压泥，消除进水有毒物质干扰，就算不闷曝也可以很快恢复，但是硝化如果完全崩溃，说明硝化菌已经流失完了，再次建立硝化，和重新培养差不多，需要长时间闷曝并投加有脱氮效果的活性污泥才可以短时间恢复，所以，判断硝化系统的崩溃程度，对于硝化系统的再次建立起到很重要的决策依据，对症下药，不能硝化完全崩溃了，还小步向前去调整，重病需要猛药，一拖再拖，只能浪费了宝贵的时间！

那如何快速判断硝化崩溃的程度呢？

其实有一个很便捷快速的指标，就是pH值，在进水pH一定的情况下，通过好氧池进出口pH的变化，可以很快判断出硝化反应的情况，这也是判断硝化是否崩溃的最简单和重要依据之一！介绍一下原因供各位小伙伴参考！

在脱氮工艺中，都会经过硝化与反硝化的过程，而这两者的交替就会出现pH的变化：

硝化反应过程

在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌（Nitrosomonas sp）参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌（Nitrobacter sp）参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用CO2、CO32-、HCO3-等做为碳源，通过NH3、NH4+、或NO2-的氧化还原反应获得能量。硝化反应过程需要在好氧（Aerobic或Oxic）条件下进行，并以氧做为电子受体，氮元素做为电子供体。其相应的反应式为：


亚硝化反应方程式：


55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3


硝化反应方程式：


400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O


硝化过程总反应式：


NH4-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3


通过上述反应过程的物料衡算可知，在硝化反应过程中，将1克氨氮氧化为硝酸盐氮约需耗7.14克重碳酸盐（以CaCO3计）碱度，pH下降。


所以，在氨氮超标时，好氧池进出口pH呈下降趋势，说明硝化系统并没有完全崩溃，可以采用减少进水，停止压泥，消除进水有毒物质干扰等措施来应对；当好氧池进出口pH相差不大或者有所上涨，说明硝化完全崩溃了，系统处于除碳工艺运行，这时候需要长时间闷曝或者投加有脱氮效果的活性污泥作为辅助手段来去重新建立硝化！

笔者做高氨氮废水十余年，前期遇到了无数次氨氮超标的情况，并在处置过程总结了案例解析分析给各位小伙伴，如有实际氨氮超标的问题可以到污托邦社区交流！

1、有机物导致的氨氮超标

笔者运营过CN比小于3的高氨氮污水，因脱氮工艺要求CN比在4~6，所以需要投加碳源来提高反硝化的完全性。当时投加的碳源是甲醇，因为某些原因甲醇储罐出口阀门脱落，大量甲醇进入A池，导致曝气池泡沫很多，出水COD，氨氮飙升，系统崩溃。
分析：大量碳源进入A池，反硝化利用不了，进入曝气池，因为底物充足，异养菌有氧代谢，大量消耗氧气和微量元素，因为硝化细菌是自养菌，代谢能力差，氧气被争夺，形成不了优势菌种，所以硝化反应受限制，氨氮升高。
解决办法：
1、立即停止进水进行悶爆、内外回流连续开启
2、停止压泥保证污泥浓度
3、如果有机物已经引起非丝状菌膨胀可以投加PAC来增加污泥絮性、投加消泡剂来消除冲击泡沫

2、内回流导致的氨氮超标

笔者目前遇到的内回流导致的氨氮超标有两方面原因:内回流泵有电气故障（现场跳停仍有运行信号）、机械故障（叶轮脱落）和人为原因（内回流泵未试正反转，现场为反转状态）。
分析：内回流导致的氨氮超标也可以归到有机物冲击中，因为没有硝化液的回流，导致A池中只有少量外回流携带的硝态氮，总体成厌氧环境，碳源只会水解酸化而不会完全代谢成二氧化碳逸出。所以大量有机物进入曝气池，导致了氨氮的升高。
解决办法：
内回流的问题很好发现，可以通过数据及趋势来判断是否是内回流导致的问题：初期O池出口硝态氮升高，A池硝态氮降低直至0，PH降低等，所以解决办法分三种情况：
1、及时发现问题，检修内回流泵就可以了
2、内回流已经导致氨氮升高，检修内回流泵，停止或者减少进水进行悶爆
3、硝化系统已经崩溃，停止进水悶爆，如果有条件、情况比较紧迫可以投加相似脱氮系统的生化污泥，加快系统恢复。

3、PH过低导致的氨氮超标

笔者目前遇到的PH过低导致的氨氮超标有三种情况：
1，内回流太大或者内回流处曝气开太大，导致携带大量的氧进入A池，破坏缺氧环境，反硝化细菌有氧代谢，部分有机物被有氧代谢掉，严重影响了反硝化的完整性，因为反硝化可以补偿硝化反应代谢掉碱度的一半，所以因为缺氧环境的破坏导致碱度产生减少，PH降低，低于硝化细菌适宜的PH之后 硝化反应受抑制，氨氮升高。这种情况可能有些同行会遇到，但是从来没从这方面找原因。
2，进水CN比不足，原因也是反硝化不完整，产生的碱度少，导致的PH下降。
3，进水碱度降低导致的PH连续下降。
分析：PH降低导致的氨氮超标，实际中发生的概率比较低，因为PH的连续下降是一个过程，一般运营人员在没找到问题的时候就开始加碱去调节PH了
解决办法：
1，PH过低这种问题其实很简单，就是发现PH连续下降就要开始投加碱来维持PH，然后再通过分析去查找原因。
2，如果PH过低已经导致了系统的崩溃，目前笔者接触过PH在5.8~6的时候，硝化系统还没有崩溃的情况，但是及时将PH补充上来，首先要把系统的PH补充上来，然后悶爆或者投加同类型的污泥。

4、DO过低导致的氨氮超标

笔者运营过的污水是高硬度的废水，特别容易结垢，开始曝气使用微孔爆气器，运行一段时间曝气头就会堵塞，导致DO一直提不上来导致氨氮升高。
分析：原因很简单，曝气的作用是充氧和搅拌，曝气头的堵塞造成两种都受到影响，而硝化反应是有氧代谢，需要保证曝气池溶氧适宜的环境下才能正常进行，而DO过低则会导致硝化受阻，氨氮超标。
解决办法：
1、更换曝气头，如果硬度低操作问题导致的堵塞可以考虑这种方法
2、改造成大孔曝气器（氧利用率过低，风机余量大和不差钱的企业可以考虑）或者射流曝气器（只能用监测池出水来进行充当动力流体，尤其是硬度高的污水，切记！）

5、泥龄导致的氨氮超标

目前笔者遇到过两种情况：
1、压泥过多，导致氨氮升高。
2、污泥回流不均衡，两侧系统污泥回流相差过大，导致污泥回流少的一侧氨氮升高。
分析：压泥过多和污泥回流过少都会导致污泥的泥龄降低，因为细菌都有世代期，SRT低于世代期，会导致该细菌无法在系统中聚集，形成不了优势菌种，所以对应的代谢物无法去除。一般泥龄是细菌世代期的3-4倍。
解决办法：
1、减少进水或者悶爆
2、投加同类型污泥（一般情况下1，2一块用效果更好）
3、如果是污泥回流不均衡导致的问题，把问题系列的减少进水或者悶爆、保证正常系列运行的情况下将部分污泥回流到问题系列

6、氨氮冲击导致的氨氮超标

这种情况一般是工业污水或者有工业污水进入生活污水管网的系统才能遇到，笔者之前遇到的情况是上游汽提塔控制温度降低，导致来水氨氮突然升高，脱氮系统崩溃，出水氨氮超标，污水处理现场氨味特别浓（曝气会有部分游离氨逸出）。
分析：氨氮冲击目前还没有明确的解释，笔者分析氨氮冲击是因为水中游离氨（FA）过高导致的，虽然FA（游离氨）对AOB（氨氧化细菌／亚硝酸细菌）影响比较弱，但是当FA（游离氨）浓度在10~150mg/L时就开始对AOB（氨氧化细菌／亚硝酸细菌）产生抑制作用，而游离氨（FA）对NOB（亚硝酸盐氧化细菌／硝酸菌）影响更敏感，游离氨（FA）在0.1~60mg/L时对NOB（亚硝酸盐氧化细菌／硝酸菌）就起到的抑制作用，众所周知，硝化反应是亚硝酸菌和硝酸菌共同完成的，对亚硝酸菌的抑制直接就可以导致硝化系统的崩溃。
解决办法：
保证PH的情况下，下面三种方法同时进行效果更好更快
1、降低系统内氨氮浓度
2、投加同类型污泥
3、悶爆

7、温度过低导致的氨氮超标

这种情况多发生在北方无保温或加热的污水处理厂，因为水温低于硝化细菌的适宜温度，而且MLSS没有为了冬季代谢缓慢而提高，导致的氨氮去除率下降，这种情况笔者没遇到过（从事煤化工废水，温度一直很高），案例是在与其他同行交流遇到的，低温情况下氨氮去除率越来越低，最后导致了氨氮排放超标的情况。
分析：细菌对温度的要求比人类低，但是也是有底线的，尤其是自养型的硝化细菌，工业污水这种情况比较少，因为工业生产产生的废水温度不会因为环境温度的变化波动很大，但是生活污水水温基本上是受环境温度来控制的，冬季进水温度很低，尤其是昼夜温差大，往往低于细菌代谢需要的温度，使得细菌休眠，硝化系统异常。
解决办法：
1、设计阶段把池体做成地埋式的（小型的污水处理比较适合）
2、提前提高污泥浓度
3、进水加热，如果有匀质调节池，可以在池内加热，这样波动比较小，如果是直接进水可以用电加热或者蒸汽换热或混合来提高水温，这个需要比较精确的温控来控制进水温度的波动。
4、曝气加热，比较小众，目前还没遇到过，其实空气压缩鼓风时温度已经升高了，如果曝气管可以承受，可以考虑加热压缩空气来提高生化池温度。
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